Att dela bästa odlingstekniker med jordbrukare från olika kulturer och traditioner kan bidra till att öka kvaliteten på våra jordar – ett viktigt steg för att säkerställa att vi kan odla tillräckligt med mat för människor under de kommande decennierna.

Vid Wageningen University i Nederländerna, forskare kodar en app som gör det möjligt för bönder i länder så långt bort som Kina att jämföra jordkvaliteten med sina smartphones.

Med ett fingerknips, lantbrukare kommer att kunna lägga upp resultat av jordtest till molnet och dela information om hur de arbetar på sina fält. Plattformen kommer att tillåta livsmedelsproducenter i liknande klimat utomlands att bedöma den långsiktiga effekten av dessa jordbrukstekniker och fördelarna med att tillämpa dem på sina egna grödor.

Dr Luuk Fleskens, som utvecklar appen genom det EU-finansierade iSQAPER-projektet, säger att bönder från olika kulturer har mycket att lära av varandra. "Veteodlingsområdet i nordöstra Kina är jämförbart med förhållandena i östra Polen, sade Dr Fleskens. "Samma gröda och samma förhållanden men olika gödslingsstrategier."

Sedan nitratdirektivet infördes 1991, EU har begränsat användningen av kemiska gödselmedel. I kontrast, Kinas vetefält är beroende av kemiska insatser, som gradvis urholkar kvaliteten på deras jord.

Genom att erbjuda ett fönster till vad som har fungerat bra i Europa, iSQAPER kan hjälpa kinesiska bönder att avvänja onödiga tillväxttillsatser. Likaså, appen tillåter stora testanläggningar i Kina att dela sina resultat med EU-forskare om framväxande miljövänliga jordbrukstekniker.

Korskontroll

Korskontrollresultat har länge varit en utmaning inom agronomi. Skördarna varierar varje år beroende på okontrollerbara variabler som skadedjursinvasioner och väder. För närvarande, jordbruksrekord tenderar att vara lokala och fragmenterade. Få bönder testar sin egen jord och varje land antar sina egna mätvärden för att utvärdera fältproduktion och markkvalitet. Verktyg som iSQAPER tar för första gången stor data inom räckhåll för agronomer.

"Vi har nu en enkel teknik för att kommunicera mellan forskare och bönder direkt, sade Dr Fleskens. "Vi samlar in en verkligt global datauppsättning om jordkvalitet."

iSQAPER-konsortiet kommer att testa sin app på 14 sajter i EU och Kina innan de släpper en fullständig betaversion i sommar. Om rätt teststandarder och dataägandeåtgärder kan införas, dessa mätningar kan bli det första verkligt representativa dataprovet på global mark. Ett arkiv i denna skala skulle visa sig användbart för att kontrollera effektiviteten och hållbarheten hos olika jordbrukstekniker.

Det är ett perspektiv som behövs akut. Enligt professor Oene Oenema vid Wageningen miljöforskning, en ökad användning av maskiner, kemiska gödningsmedel och bekämpningsmedel i modernt jordbruk kan dölja en oroande försämring av jordkvaliteten.

'Det finns en orosmoment om du ser på detta från en global skala, sa prof. Oenema. "Vi måste producera mer mat per hektar om vi vill ge näring till världens växande befolkning."

I Kina och andra stora livsmedelsmarknader, lösningen har länge varit att öka dosen av konstgödsel och bekämpningsmedel. Denna tickande tidsbomb sätter framtida jordbruksavkastning på spel.

Som en del av ett projekt kallat SoilCare, finansieras av EU, Prof. Oenema hjälper till att identifiera och utvärdera lovande jordförbättrande odlingssystem från 16 testplatser över hela Europa. Dessa involverar, till exempel, naturliga bekämpningsmedel, smartare växtföljder och knep för att åtgärda lokala populationer av pollinatörer.

Granskning

SoilCare-koordinator Dr Rudi Hessel, även på Wageningen Environmental Research, säger att kontrollerade experiment utsätter etablerade jordbrukstekniker för vetenskapens granskning, ibland kämpa mot årtusenden av felaktigheter.

'I vissa delar av Europa, bönder anser att fälten inte ser snygga ut om det finns ogräs eller växter under grödorna, sa doktor Hessel. "Det är en kulturell sak, men ur ett vetenskapligt perspektiv är det bra att ha andra växter där. '

Problemet

Den försämrade kvaliteten på våra jordar, känd som jordförstöring, kan få dramatiska effekter på vårt matsystem. FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO) uppskattar att 95 % av vår mat produceras direkt eller indirekt på jordar och den stora majoriteten av livsmedelsproducerande växter behöver frisk jord för att växa.

Det påverkar också klimatet och hälsan. Jord är ett av de största kollagringsområdena på jorden, innehåller ungefär dubbelt så mycket organiskt kol som växtlighet ovan jord, förutom i tropiska ekosystem. Dålig jordkvalitet kan inte bara minska denna funktion utan också leda till en större förekomst av sjukdomar som stelkramp eller parasiter som hakmask.

Under 2012, EU:s gemensamma forskningscenter uppskattade att den årliga kostnaden för markförstöring på grund av mänsklig verksamhet och naturliga orsaker i EU kan uppgå till 38 miljarder euro per år.